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公开(公告)号：CN110262255B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN201910638439.X
申请日：2019-07-16
Applicant: 东南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种基于自适应终端滑模控制器的机械臂轨迹跟踪控制方法，步骤为：1、建立具有n个自由度旋转关节的刚性机械臂系统动力学模型；2、通过光电编码器获取机械臂各关节角度q和角速度的测量信息，设置各关节跟踪的期望角度qd和期望角速度并计算机械臂轨迹跟踪误差ε1＝q‑qd和轨迹跟踪误差对时间一阶导数3、根据ε1和ε2建立一种新型非奇异终端滑模面s；4、根据该滑模面s设计出机械臂各关节驱动电机的控制力矩τ，并建立可调整控制增益的自适应率来动态估计系统集总扰动上界。本发明能够在机械臂系统存在参数摄动和力矩干扰等内外部干扰的情况下，基于各关节角度和角速度的测量信息进行实时反馈以实现机械臂轨迹跟踪的精确控制，并保证控制全程的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN111283681B
公开(公告)日：2022-03-15
申请号：CN202010128000.5
申请日：2020-02-28
Applicant: 东南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开一种基于切换SCAPSO的六自由度机械臂逆解方法，建立六自由度机械臂模型；利用DH建模获取末端执行器位置与旋转关节角的关系表达式；在约束范围内随机设置NUM个第一代逆解粒子值使用目标函数fit(P,θ)计算每个逆解粒子目标函数值；根据逆解粒子历史最优θpbesti和当前全局最优逆解粒子θgbest，使用粒子群算法规则更新得到每一代逆解粒子值当逆解粒子历史最佳粒子超过Limit代数没更新，并且目标函数改变值大于EPS，切换成基于正余弦函数的粒子群算法，在当前解周围产生随机解；当全局最优解的目标函数在迭代中改变值小于限度值，结束迭代得到全局最优解。此种方法在精准求解机械臂逆运动学的同时，能够解决传统算法中存在的陷入缓慢收敛和局部最优的弊端。
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公开(公告)号：CN109927032B
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN201910245066.X
申请日：2019-03-28
Applicant: 东南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开了一种基于高阶滑模观测器的机械臂轨迹跟踪控制方法，步骤为：1、建立n自由度旋转关节刚性机械臂系统的动力学模型；2、利用光电编码器获取机械臂各关节角度q的测量信息，并根据设定的期望关节角度qd，计算机械臂轨迹跟踪误差e＝q‑qd；3、根据e建立全局积分快速终端滑模面4、根据确定机械臂各关节驱动电机的控制力矩τ，并建立可动态调整控制增益的自适应率；5、根据控制力矩τ以及机械臂各关节角度q，建立输出反馈高阶滑模观测器，估计当前各关节角速度以及集总扰动。本发明能够在机械臂系统存在系统参数摄动、外部力矩干扰以及阻尼摩擦等非线性不确定项的情况下，只基于各关节角度的测量信息，实现机械臂的轨迹跟踪控制，并保证控制全程的鲁棒性。
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公开(公告)号：CN113835339A
公开(公告)日：2021-12-24
申请号：CN202110864722.1
申请日：2021-07-29
Applicant: 东南大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开一种轮式移动机器人超螺旋滑模轨迹跟踪方法。考虑移动机器人系统受内部参数摄动、外部干扰、运动侧滑和传动机构间隙的影响，对移动机器人系统进行建模。借助双环控制的思想设计位置环虚拟控制器，并在此基础上，借助观测器技术、自适应控制理论和滑模控制方法设计自适应集总扰动观测器、积分反正切滑模面和速度环超螺旋滑模控制器，实现有限时间内对集总扰动的估计、滑模面的到达和对轮式移动机器人预设线速度和角速度的跟踪。最后利用李雅普诺夫稳定性理论证明了移动机器人系统可实现对目标轨迹的渐近跟踪。此种方法解决了轮式移动机器人在受到内部参数摄动、外部干扰、运动侧滑和传动机构间隙的影响下如何快速地实现轨迹跟踪的问题。
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公开(公告)号：CN109597310B
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN201910104925.3
申请日：2019-02-01
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开一种基于扰动观测器的轮式移动机器人轨迹跟踪方法，在运动学控制器的设计引入打滑程度，将实际位姿与期望位姿之差表示出来，若使得移动轮式机器人能够在有限时间内达到稳定，即实际运动轨迹与期望运动轨迹能够在有限时间内重合，基于此，设计出运动学线速度控制器和角速度控制器；在动力学力矩控制器的设计中，首先引入集总扰动，设计出观测器对其进行估计，在此基础之上设计出动力学力矩控制器；利用李雅普诺夫函数对稳定性进行证明。此种方法解决了轮式移动机器人存在打滑、外部干扰等情形下如何跟踪轨迹的问题，从而使得机器人实现轨迹跟踪控制。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111283681A
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN202010128000.5
申请日：2020-02-28
Applicant: 东南大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开一种基于切换SCAPSO的六自由度机械臂逆解方法，建立六自由度机械臂模型；利用DH建模获取末端执行器位置与旋转关节角的关系表达式；在约束范围内随机设置NUM个第一代逆解粒子值使用目标函数fit(P,θ)计算每个逆解粒子目标函数值；根据逆解粒子历史最优θpbesti和当前全局最优逆解粒子θgbest，使用粒子群算法规则更新得到每一代逆解粒子值 当逆解粒子历史最佳粒子超过Limit代数没更新，并且目标函数改变值大于EPS，切换成基于正余弦函数的粒子群算法，在当前解周围产生随机解；当全局最优解的目标函数在迭代中改变值小于限度值，结束迭代得到全局最优解。此种方法在精准求解机械臂逆运动学的同时，能够解决传统算法中存在的陷入缓慢收敛和局部最优的弊端。
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公开(公告)号：CN109597310A
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201910104925.3
申请日：2019-02-01
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开一种基于扰动观测器的轮式移动机器人轨迹跟踪方法，在运动学控制器的设计引入打滑程度，将实际位姿与期望位姿之差表示出来，若使得移动轮式机器人能够在有限时间内达到稳定，即实际运动轨迹与期望运动轨迹能够在有限时间内重合，基于此，设计出运动学线速度控制器和角速度控制器；在动力学力矩控制器的设计中，首先引入集总扰动，设计出观测器对其进行估计，在此基础之上设计出动力学力矩控制器；利用李雅普诺夫函数对稳定性进行证明。此种方法解决了轮式移动机器人存在打滑、外部干扰等情形下如何跟踪轨迹的问题，从而使得机器人实现轨迹跟踪控制。
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公开(公告)号：CN105929849B
公开(公告)日：2018-10-23
申请号：CN201610272043.4
申请日：2016-04-28
Applicant: 东南大学
IPC: G05D1/12
Abstract: 本发明公开了一种基于点镇定的轮式移动机器人目标跟踪控制方法。首先，建立轮式移动机器人运动学模型，通过外部传感器获取目标的相对位置，并建立虚拟跟踪目标。然后，设计线速度及角速度控制器，通过李雅普诺夫稳定性理论及LaSalle不变原理证明本发明所设计的控制器能使得虚拟目标轨迹收敛至实际目标，代表轮式移动机器人跟踪上目标。本发明所涉及的跟踪控制方法能够使得轮式移动机器人系统渐近稳定，机器人有效地跟踪上目标，仿真及实验结果验证了本发明所提出的控制方法的合理性。
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公开(公告)号：CN104932506B
公开(公告)日：2017-09-19
申请号：CN201510312675.4
申请日：2015-06-09
Applicant: 东南大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开基于快速终端滑模的轮式移动机器人轨迹跟踪方法。该方法包括四个步骤：(1)建立轮式移动机器人的运动学模型和期望轨迹模型，并根据运动学模型和期望轨迹模型建立误差模型；(2)引入合适的滑模面s1、s2，根据误差模型设计虚拟反馈量(3)得到线速度偏差信号和角速度偏差信号(4)建立轮式移动机器人的动力学模型，将线速度偏差信号和角速度偏差信号代入动力学模型，设计轮式移动机器人的左右轮力矩控制器τ、未知参数估计器和外部扰动估计器本发明对存在未知参数和外部扰动等干扰的复杂工况下，能够在有限时间内跟踪期望轨迹，跟踪效果良好，并且对未知参数和外部扰动的鲁棒性强。
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公开(公告)号：CN104932506A
公开(公告)日：2015-09-23
申请号：CN201510312675.4
申请日：2015-06-09
Applicant: 东南大学
IPC: G05D1/02
Abstract: 本发明公开基于快速终端滑模的轮式移动机器人轨迹跟踪方法。该方法包括四个步骤：(1)建立轮式移动机器人的运动学模型和期望轨迹模型，并根据运动学模型和期望轨迹模型建立误差模型；(2)引入合适的滑模面s1、s2，根据误差模型设计虚拟反馈量(3)得到线速度偏差信号和角速度偏差信号(4)建立轮式移动机器人的动力学模型，将线速度偏差信号和角速度偏差信号代入动力学模型，设计轮式移动机器人的左右轮力矩控制器τ、未知参数估计器和外部扰动估计器本发明对存在未知参数和外部扰动等干扰的复杂工况下，能够在有限时间内跟踪期望轨迹，跟踪效果良好，并且对未知参数和外部扰动的鲁棒性强。
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